CN203982115U - 无线式附着升降脚手架自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种无线式附着升降脚手架自动控制系统，包括安装在脚手架架体上的多个控制仪表，其输入端分别与拉力检测模块、位移检测模块的输出端相连，其继电器输出端与低速电动环链提升机的交流接触器相连，其输入输出端通过无线通信模块与便携式工控机无线通讯。本实用新型实现了对附着升降脚手架的无线远程控制，与传统的有线控制系统相比，本实用新型极大的简化了布线施工难度，降低了施工成本和后期维护成本，减小了动力电缆中大电流信号对通信信号的干扰，提高了附着升降脚手架自动控制系统的产品质量和性价比。通过在多个建筑工地实地测试，其通信准确率和可靠性得到了大幅度的提高，取得了满意的实用效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及附着升降脚手架自动控制技术领域，尤其是一种无线式附着升降脚手架自动控制系统。
背景技术
目前国内现有的附着式升降脚手架控制系统，架体上的控制仪表与主控机之间的通信都是采用有线通信方式，这种有线通信方式在实际使用中存在三个主要的问题：一是由于架体上安装有数十台控制仪表，因此需要布置很长的通信电缆，而施工现场的环境比较复杂，暴露的通信电缆往往容易因拖拽、碰压而损坏，导致通信故障；二是由于架体上布线难度较大，导致通信电缆经常和动力电缆捆扎在一起布线，动力电缆中的大电流会对通信电缆中的弱信号产生较大干扰，导致通信不畅；三是控制仪表与主控机之间采用的是串行通信总线，所有控制仪表实际上是通过通信电缆串接在一起的，任意两台控制仪表间的通信电缆损坏，都会导致多台串接在后面的控制仪表断开通信连接。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种采用无线通信方式、增强通信稳定性、简化现场布线难度、降低施工成本的无线式附着升降脚手架自动控制系统。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种无线式附着升降脚手架自动控制系统，包括安装在脚手架架体上的多个控制仪表，其输入端分别与拉力检测模块、位移检测模块的输出端相连，其继电器输出端与低速电动环链提升机的交流接触器相连，其输入输出端通过无线通信模块与便携式工控机无线通讯。
所述拉力检测模块采用高精度荷重传感器，所述位移检测模块采用高精度位移传感器。
所述控制仪表包括信号调理电路，其输入端分别与拉力检测模块、位移检测模块的输出端相连，其输出端与单片机的输入端相连，单片机的输出端分别与显示电路、声光报警电路、继电器输出电路的输入端相连，单片机通过无线通信模块与便携式工控机无线通讯。
所述显示电路由数码管和数码管驱动电路组成。
所述单片机采用STC12C5604单片机，所述无线通信模块采用芯片IC1，芯片IC1采用RN630芯片，其1脚接地，其1、2脚之间串接电容C3，其3、4脚分别与STC12C5604单片机的P3.0、P3.1引脚相连，其6、7、9脚悬空。
由上述技术方案可知，本实用新型实现了对附着升降脚手架的无线远程控制，与传统的有线控制系统相比，本实用新型极大的简化了布线施工难度，降低了施工成本和后期维护成本，减小了动力电缆中大电流信号对通信信号的干扰，提高了附着升降脚手架自动控制系统的产品质量和性价比。通过在多个建筑工地实地测试，其通信准确率和可靠性得到了大幅度的提高，取得了满意的实用效果。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图。
图2、3分别是图1中单片机、无线通信模块的电路原理图。
图4、5、6、7分别是便携式工控机上监控界面的单机控制面板界面图、多机控制面板界面图、同步控制面板界面图、提升状态柱状图界面。
具体实施方式
一种无线式附着升降脚手架自动控制系统，包括安装在脚手架架体上的多个控制仪表3，其输入端分别与拉力检测模块、位移检测模块的输出端相连，其继电器输出端与低速电动环链提升机的交流接触器相连，其输入输出端通过无线通信模块2与便携式工控机无线通讯。所述拉力检测模块采用高精度荷重传感器，所述位移检测模块采用高精度位移传感器，如图1所示。其中单片机1是控制电路的核心，接收和处理来自传感器的拉力数据和位移数据，并驱动数码管进行显示。单片机1同时还判断拉力数值和位移数值是否处在正常范围之内，并根据判断结果驱动声光报警电路和继电器输出电路；单片机1的输出信号经光耦隔离后与继电器电源相连接，继电器的常开触点与控制低速电动环链提升机正反转的交流接触器的电源相连接。
如图1所示，所述控制仪表3包括信号调理电路，其输入端分别与拉力检测模块、位移检测模块的输出端相连，其输出端与单片机1的输入端相连，单片机1的输出端分别与显示电路、声光报警电路、继电器输出电路的输入端相连，单片机1通过无线通信模块2与便携式工控机无线通讯。所述显示电路由数码管和数码管驱动电路组成。
如图2所示，所述单片机1采用STC12C5604单片机，其内部带有4KB的EEPROM，可以用来存储设定的阈值和报警参数；其内部还自带频率可调的高稳定度振荡器，所以省略了外部晶体振荡电路；复位电路由钽电容C56和电阻R53组成，并接到单片机的RST引脚，这样可以实现单片机的上电自动复位；退耦电容C58是一个陶瓷电容，接在单片机1的电源引脚和地引脚之间，起到隔离噪声信号的作用。
如图3所示，所述无线通信模块2采用芯片IC1，芯片IC1采用RN630芯片，其1脚接地，其1、2脚之间串接电容C3，其3、4脚分别与STC12C5604单片机的P3.0、P3.1引脚相连，其6、7、9脚悬空。无线通信模块2的接口引出线一共有9根，其中1号引出线接地，2号引出线接电源，为了减少射频信号对系统中其它电路的干扰，在1号和2号引出线之间加入了一个的陶瓷电容C3，这样可以有效的隔离部分射频噪声;3号和4号引出线是与单片机1通信的RS232接口，其中3号引出线为RXD信号线，接单片机1的复用引脚P3.0，4号引出线为TXD信号线，接单片机1的复用引脚P3.1，上述两根信号线连接好后，就可以和单片机1通过RS232接口进行通信。单片机1需要发送出去的数据先通过RS232接口传递给无线通信模块2，再由无线通信模块2发送给其它无线节点；无线通信模块2接收到的数据，也可以通过RS232接口传送给单片机1进行处理。无线通信模块2的8号引出线为休眠信号输入端，由于本系统中该模块一直在传送信号，无需休眠，所以该引出线并未连接到单片机1，接固定的电平即可，6、7和9号引出线为空引线，电路中让其悬空。
从图4所示界面中，操作人员可以对架体上单个机位的运行状态进行监控，界面上可以显示指定机位的当前荷重值、运行状态和报警状态，还可以向指定机位发送提升、下降和停止指令，以及设置上限预警值、上限报警值、下限预警值和下限报警值4个报警阈值。界面中还有急停控制按钮，当架体运动出现异常时，操作人员可以按下急停按钮，立即停止所有机位的运动，保证运行安全。
通过图5所示界面，可以控制多个机位的提升、停止和下降运行状态，并可以在架体提升前和提升后分别设置低速电动环链提升机的铰链预紧时间和放松时间。设置完成后，各项参数通过无线网络发送到对应机位的各控制仪表3，同时将参数保存到数据库中，下次重新启动软件时会自动在数据库中先读取这些参数，无需操作人员重复设置。
从图6所示界面中可以设置对架体的同步控制功能，界面中可以设置每次同步提升或下降的总高度，以及架体运行时各机位间的最大高度差，通过调整机位间的最大高度差可以控制整个架体在升降运动过程中的水平度，当检测到运动较快的部分机位与运动较慢的部分机位之间的位移量之差大于等于设定的最大高度差时，就会立即停止运动较快的这些机位的运行，这样就可以避免出现因架体某部位运动过快而出现架体局部扭曲的现象。
从图7所示界面中可以直观的看出各机位的当前荷重量和位移量的柱状图，帮助操作人员实时判断架体的运行状态，以及在出现故障时方便操作人员快速查找故障原因。
以下结合图1至7对本实用新型作进一步的说明。
位于架体各部位的每台控制仪表3都设有一个唯一的地址号，所有控制仪表3通过无线通信模块2与便携式工控机组成星形无线网络，并将采集到的架体各部位的荷重值、位移值和运行状态通过该星形无线网络发送到便携式工控机。便携式工控机实时显示、记录和存储架体各部位的荷重值和位移值，并自动判断和调控架体的整体运行状态。操作人员可以通过便携式工控机向所有控制仪表3发出提升、下降、总停指令，也可以根据需要向某一台或多台控制仪表3发出上述指令，指令通过433MHz无线星形网络传输到对应的控制仪表3，控制仪表3根据接收到的指令控制对应的低速电动环链提升机正转、反转或停止，达到控制架体升降运动的目的。
当架体处于上升或下降过程中时，如果某台控制仪表3检测到架体某部位的荷重值或位移值超过了预设阈值，将发出声光报警信号并通过无线网络将报警信息发送到便携式工控机，工控机发出报警信息提示操作人员，并通过无线网络向所有控制仪表3发出总停指令，无线网络中的各控制仪表3接到总停指令后，立即切断自己所控制的电动环链提升机的电源，架体停止运动。通过所构建的433MHz星形无线网络，工控机可以和架体上的全部控制仪表3进行无线数据通信，具有自动高效、精密准确、安全方便等特点，避免出现通信电缆损坏或被动力电缆干扰的情况。
综上所述，本实用新型实现了对附着升降脚手架的无线远程控制，与传统的有线控制系统相比，本实用新型极大的简化了布线施工难度，降低了施工成本和后期维护成本，减小了动力电缆中大电流信号对通信信号的干扰，提高了附着升降脚手架自动控制系统的产品质量和性价比。通过在多个建筑工地实地测试，其通信准确率和可靠性得到了大幅度的提高，取得了满意的实用效果。
Claims (5)
1.一种无线式附着升降脚手架自动控制系统，其特征在于：包括安装在脚手架架体上的多个控制仪表（3），其输入端分别与拉力检测模块、位移检测模块的输出端相连，其继电器输出端与低速电动环链提升机的交流接触器相连，其输入输出端通过无线通信模块（2）与便携式工控机无线通讯。
2.根据权利要求1所述的无线式附着升降脚手架自动控制系统，其特征在于：所述拉力检测模块采用高精度荷重传感器，所述位移检测模块采用高精度位移传感器。
3.根据权利要求1所述的无线式附着升降脚手架自动控制系统，其特征在于：所述控制仪表（3）包括信号调理电路，其输入端分别与拉力检测模块、位移检测模块的输出端相连，其输出端与单片机（1）的输入端相连，单片机（1）的输出端分别与显示电路、声光报警电路、继电器输出电路的输入端相连，单片机（1）通过无线通信模块（2）与便携式工控机无线通讯。
4.根据权利要求3所述的无线式附着升降脚手架自动控制系统，其特征在于：所述显示电路由数码管和数码管驱动电路组成。
5.根据权利要求3所述的无线式附着升降脚手架自动控制系统，其特征在于：所述单片机（1）采用STC12C5604单片机，所述无线通信模块（2）采用芯片IC1，芯片IC1采用RN630芯片，其1脚接地，其1、2脚之间串接电容C3，其3、4脚分别与STC12C5604单片机的P3.0、P3.1引脚相连，其6、7、9脚悬空。
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